摘要：隨著科學技術的飛速發(fā)展，氣象探測設備也在不斷發(fā)展和更新，新型自動氣象站也得到了廣泛的應用。這些電子設備高度敏感，通常安裝在室外，存在絕緣強度低，耐過電壓能力差、易受到雷電電磁脈沖的干擾等缺陷。防雷措施的規(guī)范化將直接影響其正常穩(wěn)定的運行。如果沒有采取防雷措施，一旦被雷擊，將引起故障或損壞設備，甚至可能危及人身安全。因此，非常有必要分析已建成的新型自動氣象站的遭受雷電災害的情況，研究新型自動氣象站的防雷技術。

關鍵詞：新型自動氣象站;防雷技術;研究

引言

如今，我國的社會和經濟發(fā)展在不斷改善，隨之而來的是公共安全問題的重要性。公共安全問題已成為各行各業(yè)關注的焦點。社會和經濟的發(fā)展對全球氣候產生了一定的影響。全球變暖的后果直接導致暴雨，洪澇，干旱，雷電和其他自然災害的頻繁發(fā)生。

自動氣象站作為氣象觀測的基本手段具有無可比擬的優(yōu)勢。通過自動氣象站監(jiān)視地球表面的天氣環(huán)境可以提供有關未來天氣狀況的信息，對該信息的分析可以提供可靠的天氣預報，并提供數據和信息支持[1]。除了預測天氣狀況，新型自動氣象站的工作對于預測自然災害也至關重要。但是，由于自動氣象站通常位于地勢較高的地面上，因此沒有高層建筑可依靠。一旦出現雷雨天氣，雷擊的風險就會大大增加。因此，防雷措施在新型自動氣象站中起著非常重要的作用，新型自動氣象站防雷技術的研究應該受到重視。本文將研究現階段新型自動氣象站的有效防雷技術。

1.自動氣象站與防雷技術作用簡述

自動氣象站由兩部分組成：數據采集設備和數據接收與處理中心。通過微處理器實時控制采集和處理。通常在每個城市都會建立自動氣象站。社會的發(fā)展導致城市的擴展，并且隨著城市的擴展，自動氣象站也繼續(xù)向城市外圍遷移。自動氣象站對位置的外部環(huán)境和地形條件有嚴格的要求。自動氣象站應建立在地形相對較高且區(qū)域開闊的地方。周圍建筑物的高度不會影響檢測環(huán)境的仰角。因此，做好防雷工作尤為重要。

防雷措施分為兩部分：直擊雷和雷電波入侵防護。直擊雷是云層與地面之間的雷電形成。當建筑物或人員受到直接雷擊時，生命和財產將受到威脅，雷電波入侵的干擾是感應雷擊。云對地放電和云間放電同時發(fā)生。若是遭受到雷擊時，會直接增加導體或半導體的電壓并造成嚴重事故[2]。因此，做好防雷技術，盡量減少雷電災害造成的損失，可以保證新型自動氣象站的安全運行。

2.雷電入侵自動氣象站途徑

2.1 直擊雷入侵

直擊雷會侵入新型自動氣象站并擊中觀測設備，導致該自動站的某些設備或所有電子信息設備受到不同程度的破壞，從而導致觀測數據丟失，并且會影響自動氣象站氣象要素的正常采集和上傳工作的運行。

2.2 高電壓脈沖入侵

若自動氣象站周邊的高層建筑區(qū)或突出物受到雷擊，電磁感應或靜電感應將會感應過電壓并憑借線纜引入室內，導致新型自動氣象站采集器及傳感器等設備受到損壞[3]，嚴重時會使通信電纜絕緣層破裂，形成瞬時高壓將通訊電纜作為介質直接引入值班室，使傳感器受到嚴重損壞，自動氣象站觀測系統(tǒng)也會出現故障，致使感測資料丟失，產生嚴重損失。

2.3 接地線入侵

如果附近的自動氣象站被雷擊，地面上鍍金的電位勢將在短時間內迅速增加，導致沿自動氣象站上的接地線進入的瞬時電勢很高。電路變成強電流，很容易燒毀電路組件，毀壞觀測儀器。

3.新型自動氣象站的防雷技術

3.1 直擊雷防護

在我國北方的夏季，雷暴是常見的嚴重強對流氣候。當暴風雨到來時，大氣層將產生更濃的帶電云。當帶電的云層與地面較低的物體（例如地面上的高層建筑物）接觸時，會發(fā)生強烈的放電。強電流在產生電效應時也會產生強大的熱效應，甚至會在某些金屬物體的表面上產生一定的機械力。這一系列伴隨帶電云層的影響將具有極大的破壞性作用，特別是對于易受雷擊的建筑物，例如自動氣象站，應加強防雷保護。自動氣象站的雷電防護主要集中在室外風桿上。為了防止自動氣象站受到雷擊，必須做好自動氣象站的防雷技術，其中接閃桿的安裝是最直接的方法。

自動氣象站可以選擇以下兩個方式來安裝接閃桿[4]。一種是將獨立接閃桿安裝在觀測場之外，并使用滾球法來準確計算應安裝接閃桿的高度。在安裝過程中，注意確保將風傳感器系統(tǒng)和接閃桿這兩者之間保持一定的安全距離。其次，在條件不允許的情況下，可以直接將接閃桿安裝在風傳感器的金屬支架上，并使用滾球法測量接閃桿的安裝高度。安裝接閃桿時，如果受場地因素的限制，必須充分考慮接閃桿與風傳感器之間的距離，并進行相應的調整。另外，需要充分考慮風傳感器數據傳輸路徑中的雷電流引下線和線路屏蔽等問題。

3.2 雷電波侵入防護

在雷電放電過程中，將產生非常強的電磁場，并且在極端天氣下電動勢會進入自動氣象站?？梢酝ㄟ^防止電源線被雷擊來保護自動氣象站。具體的防雷措施是安裝電涌保護器，使電源線以并聯形式將雷電流傳輸到地面，以防止雷電流侵入電源線。為了確保電涌保護器在雷雨天氣下能夠正常運行，通常為三級保護。第一級是將電涌保護器安裝在建筑物主配電開關的電源線上，并在雷電出現時及時切斷電源。第二級是電涌保護器安裝在機房開關的控制部分中，以提供直接保護。雷擊時，將一部分的雷電流倒入大地。第三級是將電涌保護器安裝在設備的電源開關部分或插座上以用電中斷保護電源線路。當保護電源線中斷并且雷電沒有保護前兩個級別的自動氣象站時，終端可以防止雷電損壞自動氣象站。

當導體被雷擊而產生強電流波時，雷擊中的中心電會將強電流波傳播到導體的兩側。電流波通過線路侵入自動氣象站，從而嚴重損壞儀器和設備。影響觀測工作。對電磁脈沖射線的有效防護措施是加強自動氣象站的機房保護，并且必須確保地板的抗靜電功能，以避免靜電引起的雷擊。在靜電地板下安裝通電的閉合電位連接帶，并安裝對角接地母線。接地母線與接地網雙向連接以觀察雷電感應，將自動氣象觀測場與機房之間的電位差消除;要將機房中的所有機柜和不帶電的設備與其相近的電位連接連通到一起，并連接到底線，以消除由雷擊引起的電位差，并將雷電流引入地面。

3.3 其他雷電防護措施

由于大多數自動氣象站都安裝在室外，因此極易受到雷電影響，這可能在不同程度上損壞氣象站設備。因此，應綜合運用多種防雷措施，以達到安全防雷的目的。首先，必須進行等電位聯結，即必須在共同的地面上建立聯合操作方法，以有效防止站點設備被雷擊;其次，應在設備安裝室內安裝結構鋼條和金屬框架門窗，形成比較完整的屏蔽罩，以防雷電;最后，還可以使用內置電纜有效防止雷電侵入。

結語

隨著我國氣象產業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的自動氣象站防雷技術被廣泛應用。然而，由于氣象條件的不確定性以及不受人類控制的特性，所有技術和方法僅增加了防雷保護系數，不能保證自動氣象站不會受到雷電的破壞。為了進一步增強防雷效果，有必要加強防雷設施的日常維護，同時采用最新的技術手段，確保自動氣象站防雷技術發(fā)揮作用，確保新型自動氣象站的正常運行。

參考文獻

[1]孫大雨. 自動氣象站防雷技術對農業(yè)的影響[J]. 農家科技（下旬刊）， 2019， 000（003）：110.

[2]曾嘉宇， 覃偉明， 何忠栩. 自動氣象站的防雷與接地技術[J]. 農業(yè)與技術， 2018， 038（020）：228-228.

[3]吳洪勇. 淺析自動氣象站防雷措施及分析[J]. 農家參謀， 2018.

[4]覃偉明， 曾嘉宇， 吳松杰. 氣象觀測站防雷技術的應用研究[J]. 農業(yè)與技術， 2018， 038（022）：244.

作者簡介：王敏（1971-），女，漢族，河南省開封市人，本科學歷，工程師，從事氣象服務與應用氣象。